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Homematic Teichfilter-Notabschaltung

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… wenn der Teichfilter überläuft ist der Teich bald leer

Meine Eltern sind stolze Besitzer eines mittelgroßen Gartenteiches. Die neueste Errungenschaft ist ein entsprechend effektiver Durlauffilter mit div. Schaustofffiltermatten und Filterkörpern aus Kunststoff. Die Konstruktion neigt gerne dazu, wenn die Filter mit der Zeit verstopfen und gerreinigt werden müssen, überzulaufen. Das dauert dann nicht lange bis der Teich entsprechend Wasser verloren hat und die Fische auf dem „Trocknen“ japsen :-/ Besonders ärgerlich wenn das im Urlaub passiert und einen dann panische Anrufe ereilen ob denn mit dem Teich noch alles in Ordnung ist (und man dann natürlich hin eiern darf um nach dem Rechten zu sehen – mit einem Höchstmaß an Motivation 😉 ).
Grund genug eine Lösung für dieses Problem zu finden!

Von der Kanisterpegel-Messgeschichte waren noch mehrere Pegelschalter übrig und im Büro flog noch der alte Solar-Sonnensensor herum, der mittlerweile durch einen Homematic Aussenbewegungsmelder mit Lichtsensor ersetzt wurde. Diese Teile boten sich einem gerade so an was Neues daraus zu machen.

Daraus entstand dies:


Der Taster (normaler Printtaster, abgedeckt durch eine undurchstochene flexible Kabeldurchführung) ist an einem HomeMatic 3-Kanal-Funk-Schließerkontakt-Interface angeschlossen, genauso wie der Pegelschalter auf dem nächsten Bild.

Wenn nun der Filter droht vollzulaufen schaltet der Pegelschalter durch und sorgt dafür, dass die Teichpumpe durch die Homematic abgeschaltet wird und eine Pushnachricht an den Teichinhaber geschickt wird („Teichfilter verstopft!“). Nebenbei wird eine Systemvariable „Teichfilter“ auf „verstopft“ gesetzt. Die Pumpe bleibt so lange ausgeschaltet bis der Filter gerreinigt und die Freischalttaste am Gehäuse der Notabschaltung betätigt wurde. Dies setzt die Systemvarible auf „Teichfilter“ „frei“ und schaltet die Pumpe wieder ein. Entsprechend wird zur Information noch eine Pushnachricht „Pumpe wieder eingeschaltet“ versendet. Pushnachrichten werden via Boxcar übertragen. Wenn sich die Schaltung im fehlerfreien Betrieb befindet und die Taste am Gehäuse betätigt wird, löst ein 5 minütiger Testmodus aus. In der Zeit führt das Anschlagen des Pegelsensors zum Einschalten der nächstgelegenen, sichtbaren Gartenlampen, so dass man sehen kann ob der Sensor korrekt arbeitet. Die Zentralenskripte sind einfache Homematic „Klick“-Skripte.

Zum Schluss noch ein kurzes Video

Wenn argh der Wunsch besteht, kann ich dann auch die Skripte nochmal veröffentlichen – ist allerdings keine hohe Kunst und für den ambitionierten Homematicuser leicht umzusetzen.

 

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Balkonbox2.0 – Neue Funktionen und Technik (Kanisterüberwachung inkl.)

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… Balkonbox since 2008

Angefangen hat es mit einer Richtfunkverbindung um die Kabel-D Leitung von Bekannten mit zu nutzen, danach diente sie als erster Aussenposten, bestückt mit Sensoren, für die Haussteuerung mit dem Allnet-Funksteuercomputer, danach wurde sie lange Zeit nur als Gehäuse für die Parkplatz-Cam genutzt – jetzt soll in ihr wieder etwas mehr zur Sache gehen!

Ausschlaggebend für das Hardwareupdate ist die Aktion mit der Bewässerungsanlage und dem Wunsch, den Füllstand des Wasserkanisters zu überwachen.

Also nehme man:

  • einen Raspberry Pi + Kameramodul als neues Gehirn und Ersatz für die China-VGA IP-Kamera (Aviosys)
  • einen Arduino Nano für den Anschluss der Sensorik für Kanisterüberwachung und weitere Dinge
  • Drucksensor für die Füllstandsmessung – den Günstigsten von Reichelt, der leider allerdings nicht so empfindlich ist – aber ausreichend (wird gleich erklärt)
  • Nebenbei einen Tageslichtsensor (Licht-Spannungswandler, noch vorhanden – lag jahrelang im Keller rum) als besseren Lichtsensor für die Homematic-Installation
  • Teile aus einem alten Blutdruckmessgerät (1 € Ebay) – unteranderem Mini-Luftpumpe (nur die Ruhe erzähle ich gleich was zu)
  • Schlauch, übrig geblieben von Blumatset + T-Stücke

Ziel des Ganzen ist es die Messwerte der Sensoren in Homematic Systemvariablen zu speichern. Das habe ich mit folgendem Weg realisiert:

Sensor –> Arduino Nano <-USB-> Python-CGI Server auf RasPi <-LAN-> Homematic-Skript welches CGI-Skript pollt und Wert in Systemvariable speichert

Die Methode klappt sehr zuverlässig und nun jetzt schon seit 2 Woche ungebrochen. Sourcen möchte ich diesmal auch Teilen…

Kanister-Pegelmessung Hintergrundinfo zur Steigerung der allegemeinen Verwirrung:
Als Messmethode für den Füllstand des Kanisters wollte ich nicht sowas schnödes wie einen einfachen Pegelsensor verwenden 😉 Damit es spannend bleibt, habe ich mich für die Messung per Differenzdruck entschieden – deswegen auch die Miniluftpumpe und als Sensor einen Drucksensor am Arduino.
Die Methode ansich ist relativ schlüssig und auch so gesehen sehr simpel: Am Deckel des Kanisters wird ein Innenrohr (braunes Fallrohr aus dem Baumarkt) angeklebt (mit Silikon). Der Kanisterdeckel bekommt mittig einen Schlauanschluss für den Druckschlauch und im Aussenbereich (neben dem Innenrohr) noch einige kleinere Bohrungen zum Druckausgeleich für das entnommene Wasser der Bewässerungsanlage, damit kein Unterdruck im Kanister entstehen kann. Wichtig ist, dass diese Konstruktion sehr dicht ist, da der spätere Systemdruck im Rohr relativ hoch ist und die Klebestellen gerne nachgeben nach einiger Zeit. (Habe beim Schlauchanschluss mit Heißkleber diesmal schlechte Erfahrungen gemacht). Kanister wird normal befüllt und der Deckel samt Innenrohr aufgeschraubt. Praktischerweise denke ich gerade aber noch über eine separate Befüllungsöffnung nach, damit man nicht den ganzen Klumpatsch (Sensorkabel, Schlauch,…) immer wieder beim Aufschrauben des Kanisters strapaziert. Durch einen im Innenrohr befestigten Pegelsensor (selbstgebaut aber noch nicht perfekt) kann erkannt werden ob die Röhre frei von Wasser ist, was wichtig ist um den korrekten Druck zu messen. Vor einer Druckmessung pumpt die Minipumpe nun solange Luft in die Innenröhre, bis das gesamte Wasser aus ihr verdränkt wurde, was vom Pegelsensor erkannt wird, der die Pumpe abschaltet. Sollte vor der nächsten Messung die Röhre noch leer sein, bleibt dann logischerweise die Pumpe aus und es wird direkt gemessen. Der Druck, bei leerer Röhre, repräsentiert die Kraft des Wassers was auf die Luftsäule in der Röhre drückt. Je leerer der Kanister desto geringer der Gegendruck, je voller desto höher der Druck.
Der Arduino übernimmt die Steuerung dieser Aufgabe, schaltet die Pumpe entsprechend  und liest die Sensoren. Der Drucksensor repräsentiert seine Messwerte mit einer Spannung von 0-5 Volt die über einen Analog (ADC) Port aufgenommen werden, genauso wie beim Tageslichtsensor (Licht-Spannungswandler) der ebenfalls linear zu gemessenen Helligkeit eine Spannung ausgibt.

Jetzt erstmal ein paar Eindrücke vom Umbau der Balkonbox:


Der Arduino-Nano auf einer Lochrasterplatine aus einem verworfenen anderen Projekt…


Der Licht-Spannungswandler, provisorisch angeschlossen


Rückseite der Platine mit dem Drucksensor


Kanisterdeckel mit angeklebtem Innenrohr


Bau „Luft“ Pegelsensor, unter dem Silikonring befindet sich ein Reedkontakt…


Der Schwimmer des Sensors: eine ehemalige IC-Transportverpackung, unten ein Stück Ferrit-Magnet aus einem alten PC Lüfter. Schwimmer wurde oben zugebrutzelt mitm Feuerzeug…


Kurzer Test des Pegelschalters…


Pegelschalter Test-Geraffel


Sensor wurde nun unten in das Innenrohr geklebt (vorerst mit Heißkleber, da ich momentan noch nicht 100 % überzeugt bin von meinem Pegelsensor – so bekommt man ihn im Gegensatz zu einer Silikonklebung nochmal ab…). Es gibt schon die Überlegeung den Wasserstand einfach mit 2 Elektroden zu messen – aber momentan noch keine Zeit gehabt es umzusetzen…

Jetzt geht es an das Innenleben der Balkonbox:


Die alte IP-Kamera ist schon rausgeflogen – hat jetzt seit 2008 einwandfrei funktioniert. Zweites Flachbandkabel hatte ich noch im Keller, so kann man noch was anderes mit der Kamera anfangen…


Pi wurde schonmal testweise angeschlossen – das alte Kamera Flachbandkabel war etwas zu breit für den Kamerasensor und wurde entsprechend aufgetrent. Die übrigen Kontakte dienen später dem Tageslichtsensor als Verbindungsleitung, der auch im kleinen Nebengehäuse bei der Kamera untergebracht wird…


Eine neue Unterlage schaffen…


Die Raspberry-Pi Kamera … im kleinen Nebengehäuse…


… daneben der Lichtsensor


Das Ende der Flachleitung mit angelöteten Leitungen für den Lichtsensor
Oben links die kleine Pegelwandlerplatine von Sparkfun für den TTY Port des Pi’s (momentan nicht genutzt) und rechts die Pi-Coupler Platine an der der alte 1-Wire Temperatursensor angechlossen wurde, der auch noch in der Balkonbox vorhanden war (wird auch von der Homematic ausgelesen)


Erste Übersicht der Komponenten, unten links die Mini-Luftpumpe


Test der Kamera

So, nun ist alles soweit vorbereitet: die Sachen können wieder raus in die Wildnis!


Alles verbinden…

Erstmal provisorisch verlegt…


Alles wieder zu…

So, der Hardwareteil ist ersmal erledigt – speziell die Sache mit dem Eigenbau-Pegelsensor im Kanister muss sich noch bewähren (bis jetzt siehts nicht gut aus für den Sensor: er neigt zum festhaken und schaltet somit nicht zuverlässig die Pumpe ab). Die Druckmessung liefert aber ansich schon klare Werte die sich gut abgrenzen lassen, so dass ich wenn demnächst mal wieder Zeit übrig ist, einen weiteren Beitrag mit der softwaretechnischen Ansteuerung veröffentlichen werde. (es wird nur mit „einfachstem Wasser gekocht“, da ich ja bekannterweise ja eher programmierfaul bin).

Hier ein Screenprint der Testseite auf der Dash-UI zur Anzeige der Messwerte:


Beim Lichtsensor werde ich auf eine Umrechnung der Skala in Lux verzichten, da es sowieso nicht sonderlich genau ist und nur der Schaltung von Lichtern dient. Bei der Skala des Kanisterdrucks möchte ich das gerne mal in Liter oder zumindest in Prozent umrechnen, damit es greifbarer wird.

Bis dahin, gute Nacht 😉

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Es tut sich was auf dem Balkon – Ein Bewässerungssystem

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… aufraffen zu einem neuen größeren Projekt….

Hallo allerseits,
das lange Warten hat ein Ende: heute soll es nach langer Abwesenheit endlich mal einen neuen Eintrag hier auf meinem Blog geben. Ansich hat die ganze Sache erstmal noch nichts mit tiefgreifender Technik zu tun, allerdings wird sie später als klassischer „Nebenkriegs-Schauplatz“ eines Technikbekloppten (hi hi ja das bin ich :-P) unabdingbar mit der jetzt folgendenden Aktion verknüpft.

Naja von Anfang an – irgendwie hat mich ein bisschen der grüne Daumen gepackt und mich dazu veranlasst mehr Pflanzen auf den Balkon zu stellen. Damit kommt unweigerlich das Problem Anzahl der Pflanzen gleich proportional steigender Wasserbedarf  – und leider kein Wasseranschluss auf dem Balkon. Auch leider momentan nicht zu realisieren :-/
Was tun? Eine Tröpfchenbewässerung mit einem autarkem Wasserbehälter muss her!

Ich habe mich nach einiger Recherche im Netz für ein Set von Blumat (link) entschieden. Dieses System kommt komplett ohne weitere Pumpen usw. aus, da alles Dank der Schwerkraft funktioniert. Die Tonkegel stecken in den Blumentöpfen und durch die Erdfeuchte wird reguliert, wieviel Wasser durch das Ventil oben am Kunststoffkörper der Tonkegel gelangt.
Der Behälter, in meinem Fall ein 20l Wasserkanister, muss ca. 1m über dem Niveau der Pflanzkübel liegen. Bei mir ist es im nachinein etwas weniger geworden, klappt aber trotzdem einwandfrei.

Anbei ein kurzer Überblick:

Den Hauptversorgungsschlauch habe ich unter der Zinkabkantung versteckt, so bleibt es „ordentlich“ auf dem Balkon und man sieht nichts von dem Schlauch-Geraffel. Übrigens sind die T-Abzweiger kaum noch abzubekommen, wenn man sie ordnungsgemäß zusammengesteckt hat. Aber das soll nicht weiter ein Problem sein.

So – es tropft und hält die Pflanzen am Leben… Aber was ist wenn der Kanister leer „tropft“ und keiner es merkt??

Das lüfte ich in einem weiteren Beitrag 🙂

Einen schönen Sonntag noch!

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Nachbau: Time Fountain

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…die Zeit kann halbswegs angehalten werden 😉

Vor ein paar Jahren habe ich zum ersten Mal durch Zufall auf den Seiten von Nate True von der „Time Fountain“ gelesen und war von den geposteten Videos fasziniert. (link)
Das Tolle ist, dass dieses Gerät mit recht einfachen Mitteln gebaut werden kann und es hauptsächlich auf die Firmware ankommt, wie gut das Gerät später „die Zeit“ anhalten kann. Diesbezüglich wollte ich selbst mal meine Erfahrungen sammeln und habe angfangen (trotz vielen guten Ansätzen im Netz) das Rad neu zu erfinden…
Da dieses Projekt weitestgehend aus vorhandenen Resten zusammengebaut wurde, war es auch kein teures Vergnügen 😉

Die Pumpe z.B. stammt aus einer Braun-Synchro Reinigungsstation, die durch einen Defekt an einem Kunststoffteil den Rasierer leider nicht mehr in Position halten konnte. Die Station in neu kostet 19 €, so war das Teil über und ich konnte es ausnehmen.
Die verwendete Farbe stammt aus neonfarbenen Textmarkern, die Behältergläser sind von Rewe-Pudding 😉

Nun ja beginnen wir mal die Fotostrecke:

Angefangen hat alles mit einem neuen Werkzeug: eine Proxon mini Kreissäge (einsetzbar in Beruf und Hobby :-P) – Damit wurde ein Holzkasten aus Sperrholz gezimmert, der mit einer eingelassenen Plexisscheibe als Fenster und einer Zwischenwand, die man später noch sehen wird, ausgestattet ist.


Erste Tests mit Vorratsbehälter (Rewe-Puddingglas) und UV LED
3. Bild – Braune Holzbeize…

Soweit zum Gehäuse, nun geht es ans Innenleben:

1. Bild: Arm mit Tropfensensor (gebogenes Kunststoffrohr) LED Ausgänge vorbereitet
2. Bild: Innenseite Deckel: Kabel vom Arm und UV LED, die den Vorratsbehälter beleuchten soll
3. Bild: Vorratsbehälter mit Pumpe

Pumpe wurde mit Draht am Behälter befestigt
… der Schlauch durch Wärme gedehnt und auf den Stutzen der Pumpe angepasst


LEDs wurden angelötet und halbwegs positioniert
…nun gehts an die Elektronik



Alles wurde in die Holzkiste gefrimelt. Nun sieht man auch die doppelte Rückwand…

Video: erste Tests der Pumpe, einbaut in Gehäuse. Regelung der Geschwindigkeit erfolgt hier noch mit dem Labornetzteil (0-12 Volt)
Ach ja, der Becher, der oben als Auffangschale dient, wurde unten durchbohrt und mit einem kurzen Stück Schlauch an den Vorratsbehälter angeschlossen.

Die Bauphase ist schon (naja hat alles in allem einige Monate gebraucht) abgeschlossen – nun gehts an die wirklich langwierige Arbeit: das Programmieren und testen…



Zum Schluss noch ein Video meiner Software- und Hardwareexperimente an der Time Fountain. Ich habe auch mit verschiedenen Flüssigkeitsmischungen rumprobiert, da ich festgestellt habe, das bei destiliertem Wasser die Tropfenbildung definierter zu sein scheint. Allgemein besteht immer noch das Problem, dass wenn die Pumpe zu schnell läuft, nur noch ein Strahl austritt – dieser kann logischerweise nicht mehr vom Tropfensensor erfasst werden. Ich wollte darauf hinarbeiten, dass sich die Motorregelung automatisch auf optimale Drehzahl regelt, bei der maximale Tropfen austreten. Je höher die Tropffrequenz, desto „schärfer“ das Bild der angehaltenen Tropfen.

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